第三章
铁
金属材料
第三章质量评估(A)
(时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14
O-16 Al-27 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56 Zn-65
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.目前世界上用量最大、用途最广的合金是
( )
A.铝合金
B.青铜
C.钢
D.塑钢
2.钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能,下列用途中不切合实际的是
( )
A.用来作保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修,制作钛合金装饰门
3.下列有关金属的说法中,正确的是
( )
①纯铁不容易生锈 ②钠着火用水扑灭 ③KSCN溶液可以检验Fe3+ ④缺钙会引起骨质疏松,缺铁会引起贫血 ⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金
A.①③④
B.②③④⑤
C.①③④⑤
D.①②⑤
4.地壳中铝元素比铜元素含量高很多,但人们冶炼出铜比铝早很多年。合理的解释是
( )
A.铝比铜活泼,铝离子氧化性比铜离子氧化性弱
B.铜矿颜色较深,易发现;铝矿颜色较浅,不易发现
C.矿石在地下埋藏,铜矿最浅,容易开发,铝矿埋得深,难开发
D.铜比铝相对原子质量大
5.下列有关铁的氧化物的叙述中正确的是
( )
A.常见的铁的氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4都是黑色固体
B.铁的氧化物中Fe2O3、Fe3O4都具有磁性
C.作为炼铁原料之一的赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D.铁的氧化物Fe2O3、Fe3O4
都只有氧化性
6.已知下述三个实验均能发生化学反应,下列判断中正确的
是
( )
①将光亮的铁钉放入硫酸铜溶液中 ②向硫酸亚铁溶液中滴入几滴过氧化氢溶液 ③将铜丝放入氯化铁溶液中
A.实验①中铁钉作氧化剂
B.实验②中Fe2+具有还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+
7.下列反应的离子方程式书写正确的是
( )
A.钠与冷水反应:Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
B.金属铝溶于氢氧化钠溶液中:Al+2OH-Al+H2↑
C.金属铝溶于盐酸中:2Al+6H+2Al3++3H2↑
D.铁与稀硫酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
8.某溶液与Al反应能放出H2,下列离子在该溶液中一定能大量共存的是
( )
A.N、Fe2+、Cl-、S
B.Na+、K+、Cl-、S
C.Mg2+、H+、Cl-、S
D.K+、Ca2+、HC、Cl-
9.称取两份铝粉,第一份加入足量的浓氢氧化钠溶液,第二份加入足量的盐酸,如果放出等体积的气体(在同温同压下),则两份铝粉的质量之比为
( )
A.1∶2
B.1∶3
C.3∶2
D.1∶1
10.标准状况下,3.25
g锌与足量的盐酸反应生成x
L氢气,下列比例式中正确的是
( )
A.Zn
+
2HCl
ZnCl2
+
H2↑
1
mol
1
mol
3.25
g
x
L
B.Zn
+
2HCl
ZnCl2
+
H2↑
65
g
1×22.4
L
3.25
g
x
L
C.Zn
+
2HCl
ZnCl2
+
H2↑
1
mol
2
g
0.05
mol
x
L
D.Zn
+
2HCl
ZnCl2
+
H2↑
65
g
1
mol
3.25
g
x
L
11.将铁加入100
mL某浓度的盐酸中恰好完全反应,反应后生成的气体体积为V
L(标准状况下,下同),将铝加入100
mL
2
mol·L-1NaOH溶液中恰好完全反应,充分反应后生成的气体体积为3V
L。下列说法中正确的是
( )
A.铁和铝的物质的量相等
B.盐酸的浓度为2
mol·L-1
C.铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
D.盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3
12.(2021新课标全国Ⅰ卷)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
13.将少量铁粉加入下列溶液中,铁粉溶解,但不产生气体和沉淀的是
( )
A.稀硫酸 B.FeCl3溶液
C.CuSO4溶液
D.NaCl溶液
14.向200
mL
0.1
mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入适量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,过滤,小心加热沉淀,直到水分蒸干,再灼烧到质量不再变化,此时固体的质量为
( )
A.1.44
g
B.1.6
g
C.2.82
g
D.4.36
g
15.某潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质,下列有关说法中不正确的
是
( )
A.铝钠合金是混合物
B.若铝钠合金投入一定量的水中得到无色溶液,则合金中n(Al)≤n(Na)
C.铝钠合金投入足量氯化铜溶液中,肯定有氢氧化铜沉淀产生,也可能有铜析出
D.若m
g不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中,放出的H2越多,则铝的质量分数越小
16.已知NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液,立即封闭罐口,易拉罐渐渐凹瘪;再过一段时间,罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是
( )
A.CO2+2OH-C+H2O
B.Al2O3+2OH-2Al+H2O
C.2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
D.Al3++4OH-Al+2H2O
二、非选择题:共56分。
17.(12分)镁铝合金是建造航空母舰的主体材料。使用该合金前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其反应的离子方程式为 。取一定量的镁铝合金均分为两份,分别与足量的盐酸、NaOH溶液充分反应,产生气体的物质的量之比为5∶3,合金与NaOH溶液反应的化学方程式为 ?
,?合金中镁、铝的物质的量之比为 。?
18.(14分)某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了以下综合实验,根据实验流程回答下列相关问题:
(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式:?
。?
(2)物质②为 。?
(3)请写出FeCl3与铁粉反应的化学方程式:? 。?
(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液,该过程的现象为 ,此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表示) 。?
(5)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,并继续煮沸至液体呈红褐色,制得分散系 ,它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是
。?
19.(14分)某实验小组拟用小颗粒状铝硅合金与足量稀硫酸的反应(已知硅与稀硫酸不反应),测定通常状况(20
℃,101
kPa)下的气体摩尔体积。拟选用下列实验装置完成实验:
(1)该小组同学必须选用的装置依次连接的合理顺序为A、
。?
(2)实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,开始时稀硫酸能滴入锥形瓶中,一段时间后稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中,其原因是? 。?
(3)金属铝与稀硫酸反应的离子方程式为? 。?
(4)实验结束时,测量实验中生成H2体积的操作方法是
。?
(5)实验中准确测得3个数据:实验前铝硅合金的质量为m1
g,实验后残留固体的质量为m2
g,实验后量筒中液面读数为V
mL。则通常状况下气体摩尔体积Vm= L·mol-l。若该合金中含少量铜,则所测得的Vm将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
20.(16分)实验室用下图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量,D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。
(1)为了安全,在点燃D处的酒精灯之前,在b处必须 。?
(2)装置B的作用是 ,装置C中盛装的液体是 。?
(3)在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式是?
、?
。?
(4)若该固体混合物中FeO和Fe2O3的物质的量之比为1∶1,反应完全后,U形管的质量增加7.2
g,则混合物中Fe2O3的质量为 。?
(5)U形管右边连接干燥管F的目的是 ,若无干燥管F,测得Fe2O3的质量将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
(6)铁的化合物的固体或溶液中常常混有需要除去的杂质,试对下列物质(括号内为杂质),使用合适的试剂或分离方法除杂。
①Fe2O3[Fe(OH)3]:?
;?
②FeCl3溶液(FeCl2):?
;?
③FeCl2溶液(FeCl3):?
。?第三章
铁
金属材料
第三章质量评估(B)
(时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Fe-56
Cu-64
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度),还应具备密度小、质地轻的特点。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是
( )
A.Mg-Al合金
B.黄铜(Cu-Zn合金)
C.Na-K合金
D.生铁(Fe-C合金)
2.下列关于合金的叙述中正确的是
( )
A.所有不锈钢都只含有金属元素
B.我国流通的硬币材质属于合金
C.从广东打捞的明代沉船上存在铝合金餐具
D.镁合金的硬度和强度均低于纯镁
3.下列关于铝的叙述中,不正确的是
( )
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.在化学反应中,铝容易失去电子,表现还原性
C.在空气中用酒精灯点不着铝片
D.在常温下,铝不能与氧气反应
4.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行以下实验的最佳顺序为
( )
①加入新制氯水 ②加入KMnO4溶液 ③加入KSCN溶液
A.①③
B.③②
C.③①
D.①②③
5.将1.12
g铁粉加入25
mL
2
mol/L的FeCl3溶液中,充分反应后,其结果是
( )
A.铁粉有剩余,溶液呈浅绿色
B.向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红
C.反应后的溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1
D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
6.将6.8
g
由Fe2O3和
Fe组成的固体混合物加入50
mL
2
mol/L稀硫酸中,恰好使固体完全溶解,并放出一定量气体。在所得溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红色。下列说法中正确的是
( )
A.所得溶液中含有FeSO4、Fe2(SO4)3
B.固体混合物中含0.05
mol
Fe2O3
C.固体混合物中含0.025
mol
Fe
D.生成的气体体积为0.56
L(标准状况下)
7.把a
g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,加入过量的NaOH溶液[已知Al(OH)3可溶于NaOH溶液中]。过滤出沉淀,经洗涤、干燥、灼烧,得到红棕色粉末的质量仍为a
g,则原合金中铁与铝的物质的量之比为
( )
A.9∶8
B.8∶9
C.1∶1
D.7∶3
8.为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计了以下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是
( )
选项
实验操作
实验现象
离子反应
实验结论
A
在氯化亚铁溶液中通入氯气
浅绿色溶液变成棕黄色溶液
2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-
Fe2+具有还原性
B
在氯化亚铁溶液中加入锌片
浅绿色溶液变成无色溶液
Fe2++Zn
Fe+Zn2+
Fe2+具有还原性
C
在氯化铁溶液中加入铁粉
棕黄色溶液变成浅绿色溶液
Fe3++Fe
2Fe2+
铁单质具有还原性
D
在氯化铁溶液中加入铜粉
蓝色溶液变成棕黄色溶液
2Fe3++Cu
2Fe2++Cu2+
Fe3+具有氧化性
9.为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2+杂质,先加入合适的氧化剂使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质中最好选用( )
A.KMnO4溶液
B.H2O2溶液
C.氯水
D.HNO3溶液
10.金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不全部是通过一步反应完成的是
( )
A.Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
B.Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3
C.Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4
D.Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3
11.有一镁铝合金,加入适量稀硫酸恰好完全溶解,再加入氢氧化钠溶液,析出沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示,则原合金中镁、铝的物质的量之比
为
( )
A.2∶1
B.4∶1
C.1∶1
D.1∶2
12.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是
( )
A.Fe(OH)3 Fe2O3
B.Fe(OH)2 Fe2O3
C.Fe(OH)2 Fe(OH)3
D.Fe(OH)2 Fe3O4
13.部分氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76
g,经以下处理:
下列说法中正确的是
( )
A.滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+
B.样品中铁元素的质量为2.24
g
C.样品中CuO的质量为4.0
g
D.V=896
14.相同质量的铝分别投入足量的下列物质中反应生成氢气,消耗溶质的物质的量最少的是
( )
A.稀硫酸
B.稀盐酸
C.氢氧化钡溶液
D.氢氧化钠溶液
15.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为
( )
A.2∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.1∶4
16.自然界中存在一种尖晶石,化学式可表示为MgAl2O4,它透明色美,可作为宝石,已知该尖晶石中混有Fe2O3。取该样品5.4
g,恰好完全溶解在一定浓度100
mL盐酸中,盐酸的浓度可能是
( )
A.2.8
mol·L-1
B.3.8
mol·L-1
C.4.3
mol·L-1
D.4.9
mol·L-1
二、非选择题:共56分。
17.(12分)物质的性质决定了物质的用途,下面列出了金属的几种性质:①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上主要金属性质对应的序号。
(1)用铝制成包装用的铝箔; ?
(2)用铝制成的高压铝锅; ?
(3)用铁粉回收照相业废液中的银; ?
(4)电信业中大量使用的金属电缆。 ?
18.(12分)把10.2
g镁铝合金的粉末放入过量的氢氧化钠溶液中,得到6.72
L
H2(标准状况下)。请回答下列问题:
(1)写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:? 。?
(2)该合金中铝的质量分数为 (百分号前保留一位小数)。?
(3)该合金中镁与铝的物质的量之比为 。?
(4)该合金溶于足量的盐酸中,产生H2的体积(标准状况下)为
。?
19.(16分)某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+。为了减少污染,变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和铜。请根据以下流程图,回答下列问题:
(1)加入的原料①为 ;操作Ⅱ的名称为 ,该操作所用到的玻璃仪器主要有 。?
(2)固体A为 。?
(3)写出加入原料①和②发生反应的离子方程式:?
、
。?
(4)操作Ⅲ获得FeSO4·7H2O,需要经过
、
、过滤等操作。?
20.(16分)某铁的氧化物粉末可能含有FeO、Fe2O3中的一种或两种。某化学兴趣小组为验证该氧化物粉末的组成,做了以下实验:
(1)甲同学利用1
mol/L的硫酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液来确定其组成。
编号
实验操作
实验现象与结论
①
取少量粉末放入试管中,注入1
mol/L的硫酸
粉末逐渐溶解,溶液呈黄绿色
②
将①中所得溶液分成两份,向其中一份滴加几滴 ,振荡?
若溶液 ,说明原粉末中有Fe2O3存在?
③
向另一份溶液中加入少量 ,振荡?
若溶液 ,说明原粉末中有FeO存在?
(2)乙同学称取30.4
g固体,按以下步骤进行实验:
步骤一:将固体置于烧杯中,加入1
mol/L的硫酸将固体完全溶解。
步骤二:往烧杯中先加入足量的氯水,充分反应后再加入足量的氢氧化钠溶液。
步骤三:将步骤二所得的物质过滤洗涤后,灼烧至固体质量不再变化,得到32
g红棕色固体。
①步骤二中加入氯水的目的是? 。
②步骤三中沉淀洗涤的操作为? 。?
③原固体中FeO和Fe2O3的物质的量之比为? 。第三章
铁
金属材料
第三章质量评估(A)
(时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14
O-16 Al-27 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Fe-56 Zn-65
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.目前世界上用量最大、用途最广的合金是
( )
A.铝合金
B.青铜
C.钢
D.塑钢
答案:C
2.钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能,下列用途中不切合实际的是
( )
A.用来作保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨
D.用于家庭装修,制作钛合金装饰门
解析:由于其熔点高,不适合用作保险丝,A项错误。
答案:A
3.下列有关金属的说法中,正确的是
( )
①纯铁不容易生锈 ②钠着火用水扑灭 ③KSCN溶液可以检验Fe3+ ④缺钙会引起骨质疏松,缺铁会引起贫血 ⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金
A.①③④
B.②③④⑤
C.①③④⑤
D.①②⑤
解析:①纯铁中不含杂质,所以不易生锈,正确;②钠是活泼金属,与水剧烈反应生成氢气,钠着火时用水灭火则会使火势更旺,错误;③KSCN溶液可以检验Fe3+,实验现象是显红色,正确;④缺钙会引起骨质疏松,缺铁会引起贫血,正确;⑤青铜是铜、锡合金,不锈钢是铁、碳合金,硬铝是铝、镁合金,都是合金,正确。
答案:C
4.地壳中铝元素比铜元素含量高很多,但人们冶炼出铜比铝早很多年。合理的解释是
( )
A.铝比铜活泼,铝离子氧化性比铜离子氧化性弱
B.铜矿颜色较深,易发现;铝矿颜色较浅,不易发现
C.矿石在地下埋藏,铜矿最浅,容易开发,铝矿埋得深,难开发
D.铜比铝相对原子质量大
答案:A
5.下列有关铁的氧化物的叙述中正确的是
( )
A.常见的铁的氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4都是黑色固体
B.铁的氧化物中Fe2O3、Fe3O4都具有磁性
C.作为炼铁原料之一的赤铁矿的主要成分是Fe2O3
D.铁的氧化物Fe2O3、Fe3O4
都只有氧化性
解析:FeO和Fe3O4是黑色的,而赤铁矿的主要成分Fe2O3是红棕色的;常见的三种铁的氧化物中,只有Fe3O4具有磁性;Fe3O4中铁的化合价为+2价和+3价,既有氧化性又有还原性。
答案:C
6.已知下述三个实验均能发生化学反应,下列判断中正确的
是
( )
①将光亮的铁钉放入硫酸铜溶液中 ②向硫酸亚铁溶液中滴入几滴过氧化氢溶液 ③将铜丝放入氯化铁溶液中
A.实验①中铁钉作氧化剂
B.实验②中Fe2+具有还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+
解析:铁与硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁,铁是还原剂,A项错误;向硫酸亚铁溶液中滴入几滴过氧化氢溶液,亚铁离子被氧化成铁离子,体现亚铁离子的还原性,B项正确;将铜丝放入氯化铁溶液中生成氯化亚铁和氯化铜,不是置换反应,C项错误;氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,则氧化性强弱顺序是Fe3+>Cu2+>Fe2+,D项错误。
答案:B
7.下列反应的离子方程式书写正确的是
( )
A.钠与冷水反应:Na+2H2ONa++2OH-+H2↑
B.金属铝溶于氢氧化钠溶液中:Al+2OH-Al+H2↑
C.金属铝溶于盐酸中:2Al+6H+2Al3++3H2↑
D.铁与稀硫酸反应:2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
解析:A项中,电荷不守恒,正确的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑;B项中,不符合反应实际,且电荷不守恒,正确的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑;D项中,稀硫酸与Fe反应只能生成Fe2+,正确的离子方程式为:Fe+2H+Fe2++H2↑。
答案:C
8.某溶液与Al反应能放出H2,下列离子在该溶液中一定能大量共存的是
( )
A.N、Fe2+、Cl-、S
B.Na+、K+、Cl-、S
C.Mg2+、H+、Cl-、S
D.K+、Ca2+、HC、Cl-
解析:与Al反应放出H2的溶液可能显酸性,也可能显碱性。N、Fe2+、Mg2+、H+在碱性溶液中不能大量共存,A、C项错误;HC与H+、OH-均不能大量共存,D项错误。
答案:B
9.称取两份铝粉,第一份加入足量的浓氢氧化钠溶液,第二份加入足量的盐酸,如果放出等体积的气体(在同温同压下),则两份铝粉的质量之比为
( )
A.1∶2
B.1∶3
C.3∶2
D.1∶1
解析:不论铝与氢氧化钠溶液反应,还是与盐酸反应,均是Al失电子:Al-3e-Al3+,还原产物都是H2,则都有以下关系:2Al~6e-~3H2。两种反应虽不同,但放出H2的体积相同,所以消耗Al的质量也相同。
答案:D
10.标准状况下,3.25
g锌与足量的盐酸反应生成x
L氢气,下列比例式中正确的是
( )
A.Zn
+
2HCl
ZnCl2
+
H2↑
1
mol
1
mol
3.25
g
x
L
B.Zn
+
2HCl
ZnCl2
+
H2↑
65
g
1×22.4
L
3.25
g
x
L
C.Zn
+
2HCl
ZnCl2
+
H2↑
1
mol
2
g
0.05
mol
x
L
D.Zn
+
2HCl
ZnCl2
+
H2↑
65
g
1
mol
3.25
g
x
L
解析:A、C、D项,上下单位不一致,均错误。
答案:B
11.将铁加入100
mL某浓度的盐酸中恰好完全反应,反应后生成的气体体积为V
L(标准状况下,下同),将铝加入100
mL
2
mol·L-1NaOH溶液中恰好完全反应,充分反应后生成的气体体积为3V
L。下列说法中正确的是
( )
A.铁和铝的物质的量相等
B.盐酸的浓度为2
mol·L-1
C.铁加入盐酸中发生反应的离子方程式为2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
D.盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶3
解析:Al与NaOH溶液的反应为:
2Al
+
2NaOH
+
2H2O
2NaAlO2
+
3H2↑
2
mol 2
mol 3
mol
n(Al) 0.1
L×2
mol·L-1 n(H2)
=,
解得n(H2)=0.3
mol,=,解得n(Al)=0.2
mol,
由Al与NaOH溶液反应生成的气体为3V
L,得=0.3
mol,解得V=2.24。再根据Fe+2HClFeCl2+H2↑,生成的气体体积为V
L,可求出Fe的物质的量为0.1
mol,HCl的物质的量为0.2
mol,则c(HCl)==2
mol·L-1,B项正确;由上述数据分析知铁、铝的物质的量不相等,A项错误;Fe与盐酸反应生成Fe2+,C项错误;盐酸与NaOH溶液的物质的量浓度之比为1∶1,D项错误。
答案:B
12.(2021新课标全国Ⅰ卷)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
解析:根据题意及图示可知,a为Fe,b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(Ⅱ)的盐类,C为Fe(OH)2,e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(Ⅲ)的盐类物质,d为Fe(OH)3。A项,Fe与Fe(Ⅲ)的盐类物质可发生反应生成Fe(Ⅱ)的盐类物质,如Fe+2FeCl33FeCl2,故推断合理;B项,Fe(Ⅱ)为铁元素的中间价态,既有还原性也有氧化性,因此既可被氧化,也可被还原,故推断合理;C项,Fe(Ⅲ)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀,制备Fe(OH)3胶体的操作为:向沸水中滴加FeCl3饱和溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,故推断不合理;D项,存在b→c→d→e→b的转化关系,如FeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3FeCl2,故推断合理。
答案:C
13.将少量铁粉加入下列溶液中,铁粉溶解,但不产生气体和沉淀的是
( )
A.稀硫酸 B.FeCl3溶液
C.CuSO4溶液
D.NaCl溶液
解析:A项,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;B项,铁与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁,铁粉溶解,但不产生气体和沉淀;C项,铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜;D项,铁与氯化钠溶液不反应。
答案:B
14.向200
mL
0.1
mol/L的Fe(NO3)2溶液中加入适量的NaOH溶液,使Fe2+恰好完全沉淀,过滤,小心加热沉淀,直到水分蒸干,再灼烧到质量不再变化,此时固体的质量为
( )
A.1.44
g
B.1.6
g
C.2.82
g
D.4.36
g
解析:在实验过程中发生反应:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓。加热、灼烧时又会发生变化:Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3,由反应前后铁原子守恒可得:
2Fe(NO3)2 ~ Fe2O3
2
mol
1
mol
0.2
L×0.1
mol/L
n(Fe2O3)
n(Fe2O3)=0.01
mol,则m(Fe2O3)=0.01
mol×160
g/mol=1.6
g。
答案:B
15.某潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质,下列有关说法中不正确的
是
( )
A.铝钠合金是混合物
B.若铝钠合金投入一定量的水中得到无色溶液,则合金中n(Al)≤n(Na)
C.铝钠合金投入足量氯化铜溶液中,肯定有氢氧化铜沉淀产生,也可能有铜析出
D.若m
g不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中,放出的H2越多,则铝的质量分数越小
解析:Al与水不反应,Na与水反应生成NaOH,Al则与NaOH反应生成NaAlO2,化学方程式分别为2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。可知,若是Al的物质的量多于Na,则得不到无色液体,肯定会有固体Al剩余,B项正确;钠与水生成了氢氧化钠,氢氧化钠与氯化铜反应生成氢氧化铜:Cu2++2OH-Cu(OH)2↓,同时铝也会置换一部分铜:2Al+3Cu2+3Cu
+2Al3+,C项正确;
相同质量的Al提供的电子数大于相同质量的Na,D项错误。
答案:D
16.已知NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液,立即封闭罐口,易拉罐渐渐凹瘪;再过一段时间,罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是
( )
A.CO2+2OH-C+H2O
B.Al2O3+2OH-2Al+H2O
C.2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
D.Al3++4OH-Al+2H2O
解析:向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量氢氧化钠浓溶液,首先CO2与氢氧化钠发生反应:CO2+2OH-C+H2O,易拉罐变瘪;接着过量的氢氧化钠再与易拉罐中的Al反应生成氢气:2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑,则罐壁又重新凸起;因易拉罐表面有氧化膜Al2O3,则又能够发生反应:Al2O3+2OH-2Al+H2O。
答案:D
二、非选择题:共56分。
17.(12分)镁铝合金是建造航空母舰的主体材料。使用该合金前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其反应的离子方程式为 。取一定量的镁铝合金均分为两份,分别与足量的盐酸、NaOH溶液充分反应,产生气体的物质的量之比为5∶3,合金与NaOH溶液反应的化学方程式为 ?
,?合金中镁、铝的物质的量之比为 。?
解析:用NaOH溶液处理Al2O3膜,反应生成偏铝酸钠和水;合金中只有铝与氢氧化钠溶液反应;设Al与NaOH反应生成的氢气为3
mol,则参加反应的Al的物质的量为2
mol,2
mol
Al与足量盐酸反应生成的氢气仍为3
mol,则Mg与盐酸反应生成的氢气为2
mol,可知Mg的物质的量为2
mol,合金中Mg、Al的物质的量之比为2
mol∶2
mol=1∶1。
答案:Al2O3+2OH-2Al+H2O
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑ 1∶1
18.(14分)某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质做了以下综合实验,根据实验流程回答下列相关问题:
(1)请写出Fe2O3与①反应的离子方程式:?
。?
(2)物质②为 。?
(3)请写出FeCl3与铁粉反应的化学方程式:? 。?
(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3浊液,该过程的现象为 ,此过程中发生的氧化还原反应为(用化学方程式表示) 。?
(5)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中,并继续煮沸至液体呈红褐色,制得分散系 ,它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是
。?
解析:
(1)Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3,离子方程式为Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O。(2)FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀。(3)铁粉可以与Fe3+发生氧化还原反应,化学方程式为Fe+2FeCl33FeCl2。(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH生成白色沉淀Fe(OH)2,迅速变成灰绿色,最终被氧化为红褐色沉淀Fe(OH)3,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(5)向沸水中逐滴滴加FeCl3饱和溶液,继续煮沸至液体呈透明的红褐色,可以获得氢氧化铁胶体,该胶体与溶液、浊液的本质区别是分散质粒子的直径大小不同。
答案:
(1)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
(2)NaOH溶液
(3)Fe+2FeCl33FeCl2
(4)生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变成红褐色
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
(5)Fe(OH)3胶体 分散质粒子的直径大小不同
19.(14分)某实验小组拟用小颗粒状铝硅合金与足量稀硫酸的反应(已知硅与稀硫酸不反应),测定通常状况(20
℃,101
kPa)下的气体摩尔体积。拟选用下列实验装置完成实验:
(1)该小组同学必须选用的装置依次连接的合理顺序为A、
。?
(2)实验开始时,先打开分液漏斗上口的玻璃塞,再轻轻打开其活塞,开始时稀硫酸能滴入锥形瓶中,一段时间后稀硫酸不能顺利滴入锥形瓶中,其原因是? 。?
(3)金属铝与稀硫酸反应的离子方程式为? 。?
(4)实验结束时,测量实验中生成H2体积的操作方法是
。?
(5)实验中准确测得3个数据:实验前铝硅合金的质量为m1
g,实验后残留固体的质量为m2
g,实验后量筒中液面读数为V
mL。则通常状况下气体摩尔体积Vm= L·mol-l。若该合金中含少量铜,则所测得的Vm将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
解析:
(5)实验前铝硅合金的质量为m1g,实验后残留固体的质量为m2
g,则金属铝的质量是(m1-m2)g,实验后量筒中液面读数为V
mL,即产生的气体的物质的量是,合金中硅与稀硫酸不反应,铝与稀硫酸反应,则有:
2Al ~ 3H2↑
2
3
mol
Vm=L·
mol-1=L·
mol-1。
答案:
(1)E、D、G
(2)铝与稀硫酸反应生成气体且放热,使锥形瓶内压强增大
(3)2Al+6H+2Al3++3H2↑
(4)待实验装置冷却至通常状况后,上下移动量筒使其中液面与广口瓶内液面相平,再平视读取量筒中水的体积,即所产生的H2在通常状况下的体积
(5) 无影响
20.(16分)实验室用下图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量,D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。
(1)为了安全,在点燃D处的酒精灯之前,在b处必须 。?
(2)装置B的作用是 ,装置C中盛装的液体是 。?
(3)在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式是?
、?
。?
(4)若该固体混合物中FeO和Fe2O3的物质的量之比为1∶1,反应完全后,U形管的质量增加7.2
g,则混合物中Fe2O3的质量为 。?
(5)U形管右边连接干燥管F的目的是 ,若无干燥管F,测得Fe2O3的质量将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。?
(6)铁的化合物的固体或溶液中常常混有需要除去的杂质,试对下列物质(括号内为杂质),使用合适的试剂或分离方法除杂。
①Fe2O3[Fe(OH)3]:?
;?
②FeCl3溶液(FeCl2):?
;?
③FeCl2溶液(FeCl3):?
。?
解析:
(1)氢气是可燃性气体,所以需要对氢气进行验纯,避免混有空气时加热发生爆炸。(2)由于A中产生的氢气中混有HCl和水蒸气,必须通过洗气逐一除去,防止干扰后续实验,所以B的作用是除去氢气中的氯化氢,C中盛放的是浓硫酸,用于干燥氢气。(3)装置D中发生的是氧化铁、氧化亚铁与氢气的反应,化学方程式分别为Fe2O3+3H22Fe+3H2O、FeO+H2Fe+H2O。(4)U形管质量增加的7.2
g
是水的质量,物质的量是=0.4
mol,其中氧原子的物质的量是0.4
mol;设FeO、Fe2O3的物质的量均为x
mol,根据氧原子守恒可知x+3x=0.4,解得x=0.1,则混合物中Fe2O3的质量为160
g·mol-1×0.1
mol=16
g。(5)干燥管F的作用是防止空气中的水蒸气对实验产生干扰,若无干燥管F,空气中的水蒸气被E吸收,则所测生成水的质量增大,导致氧的含量增大,测得Fe2O3的质量将偏大。(6)①氢氧化铁加热分解生成氧化铁和水,通过加热法可以除去氧化铁中的氢氧化铁;②氯气能把氯化亚铁氧化为氯化铁,则向FeCl3溶液中通入氯气可以除去FeCl2;③氯化铁与铁反应生成氯化亚铁,所以向FeCl2溶液中加入足量铁粉后过滤即可除去FeCl3。
答案:
(1)验纯
(2)除HCl 浓硫酸
(3)Fe2O3+3H22Fe+3H2O FeO+H2Fe+H2O
(4)16
g
(5)防止空气中的水蒸气进入 偏大
(6)①加热
②通入足量的Cl2
③加入足量铁粉,过滤第三章
铁
金属材料
第三章质量评估(B)
(时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 Fe-56
Cu-64
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.用于制造飞机的材料应具备高比强度(断裂强度/密度),还应具备密度小、质地轻的特点。你认为下列材料中可用于飞机制造业的是
( )
A.Mg-Al合金
B.黄铜(Cu-Zn合金)
C.Na-K合金
D.生铁(Fe-C合金)
答案:
A
2.下列关于合金的叙述中正确的是
( )
A.所有不锈钢都只含有金属元素
B.我国流通的硬币材质属于合金
C.从广东打捞的明代沉船上存在铝合金餐具
D.镁合金的硬度和强度均低于纯镁
答案:
B
3.下列关于铝的叙述中,不正确的是
( )
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.在化学反应中,铝容易失去电子,表现还原性
C.在空气中用酒精灯点不着铝片
D.在常温下,铝不能与氧气反应
答案:
D
4.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+,进行以下实验的最佳顺序为
( )
①加入新制氯水 ②加入KMnO4溶液 ③加入KSCN溶液
A.①③
B.③②
C.③①
D.①②③
答案:
C
5.将1.12
g铁粉加入25
mL
2
mol/L的FeCl3溶液中,充分反应后,其结果是
( )
A.铁粉有剩余,溶液呈浅绿色
B.向反应后的溶液中滴入KSCN溶液,溶液变红
C.反应后的溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量之比为5∶1
D.氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶5
解析:
n(Fe)==0.02
mol,n(FeCl3)=2
mol/L×0.025
L=0.05
mol,根据铁粉与FeCl3反应的离子方程式:Fe+2Fe3+3Fe2+可知,FeCl3有剩余,Fe完全反应,故A项错误;由于FeCl3有剩余,向溶液中滴入KSCN溶液,溶液显红色,故B项正确;反应生成0.06
mol
Fe2+,FeCl3剩余0.01
mol,则Fe2+和Fe3+的物质的量之比为6∶1,故C项错误;氧化产物、还原产物均为FeCl2,由电子守恒可知,氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶2,故D项错误。
答案:
B
6.将6.8
g
由Fe2O3和
Fe组成的固体混合物加入50
mL
2
mol/L稀硫酸中,恰好使固体完全溶解,并放出一定量气体。在所得溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红色。下列说法中正确的是
( )
A.所得溶液中含有FeSO4、Fe2(SO4)3
B.固体混合物中含0.05
mol
Fe2O3
C.固体混合物中含0.025
mol
Fe
D.生成的气体体积为0.56
L(标准状况下)
解析:设原混合物中Fe和Fe2O3的物质的量分别为x
mol、y
mol,混合物与H2SO4恰好完全反应,所得溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红色,说明溶液中的溶质为FeSO4,则n(Fe2+)=n(H2SO4)=0.05
L×2
mol/L=0.1
mol,由Fe元素守恒得:x+2y=0.1、56x+160y=6.8,解得:x=0.05、y=0.025,即混合物中Fe的物质的量为0.05
mol,Fe2O3的物质的量为0.025
mol;0.025
mol
Fe2O3消耗0.025
mol的Fe,剩余0.025
mol
的Fe与H2SO4反应生成0.025
mol
H2,即标准状况下0.56
L。
答案:
D
7.把a
g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中,加入过量的NaOH溶液[已知Al(OH)3可溶于NaOH溶液中]。过滤出沉淀,经洗涤、干燥、灼烧,得到红棕色粉末的质量仍为a
g,则原合金中铁与铝的物质的量之比为
( )
A.9∶8
B.8∶9
C.1∶1
D.7∶3
解析:反应前a
g固体成分是铁、铝混合物,反应后a
g固体成分为Fe2O3,可见Fe2O3中铁元素的质量就是原合金中铁的质量,氧元素的质量就是原合金中铝的质量。n(Fe)∶n(Al)=2∶=9∶8。
答案:A
8.为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计了以下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是
( )
选项
实验操作
实验现象
离子反应
实验结论
A
在氯化亚铁溶液中通入氯气
浅绿色溶液变成棕黄色溶液
2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-
Fe2+具有还原性
B
在氯化亚铁溶液中加入锌片
浅绿色溶液变成无色溶液
Fe2++Zn
Fe+Zn2+
Fe2+具有还原性
C
在氯化铁溶液中加入铁粉
棕黄色溶液变成浅绿色溶液
Fe3++Fe
2Fe2+
铁单质具有还原性
D
在氯化铁溶液中加入铜粉
蓝色溶液变成棕黄色溶液
2Fe3++Cu
2Fe2++Cu2+
Fe3+具有氧化性
答案:A
9.为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2+杂质,先加入合适的氧化剂使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质中最好选用( )
A.KMnO4溶液
B.H2O2溶液
C.氯水
D.HNO3溶液
答案:B
10.金属及其化合物的转化关系是化学学习的重要内容之一。下列各组物质的转化关系中不全部是通过一步反应完成的是
( )
A.Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
B.Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3
C.Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4
D.Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3
解析:Na与H2O反应生成NaOH,NaOH与CO2反应生成Na2CO3,Na2CO3与HCl反应生成NaCl,能通过一步反应完成,故A项不符合题意;Al与O2反应生成Al2O3,Al2O3不溶于水,不能与水反应生成Al(OH)3,不能通过一步反应完成,故B项符合题意;Mg与HCl或Cl2反应生成MgCl2,MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2,Mg(OH)2与H2SO4反应生成MgSO4,能通过一步反应完成,故C项不符合题意;Fe与HCl反应生成FeCl2,FeCl2与NaOH反应生成Fe(OH)2,Fe(OH)2与O2和H2O反应生成Fe(OH)3,能通过一步反应完成,故D项不符合题意。
答案:B
11.有一镁铝合金,加入适量稀硫酸恰好完全溶解,再加入氢氧化钠溶液,析出沉淀的物质的量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示,则原合金中镁、铝的物质的量之比
为
( )
A.2∶1
B.4∶1
C.1∶1
D.1∶2
解析:根据图像可以看出使Mg2+和Al3+完全沉淀消耗的NaOH的量是使Al(OH)3完全溶解消耗NaOH的4倍。设Mg2+和Al3+的物质的量分别为x和y。根据反应:Mg2++2OH-Mg(OH)2↓,Al3++3OH-Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-Al+2H2O,则2x+3y=4y,解得x∶y=1∶2。
答案:D
12.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是
( )
A.Fe(OH)3 Fe2O3
B.Fe(OH)2 Fe2O3
C.Fe(OH)2 Fe(OH)3
D.Fe(OH)2 Fe3O4
答案:B
13.部分氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76
g,经以下处理:
下列说法中正确的是
( )
A.滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+
B.样品中铁元素的质量为2.24
g
C.样品中CuO的质量为4.0
g
D.V=896
解析:根据题意,3.2
g滤渣一定是铜,而铜与Fe3+不共存,A项错误;最后的3.2
g固体为Fe2O3,其中铁元素的质量为2.24
g,B项正确;CuO的质量不超过5.76
g-2.24
g=3.52
g,C项错误;2.24
g铁元素不全是单质,故生成的氢气的体积小于896
mL,D项错误。
答案:B
14.相同质量的铝分别投入足量的下列物质中反应生成氢气,消耗溶质的物质的量最少的是
( )
A.稀硫酸
B.稀盐酸
C.氢氧化钡溶液
D.氢氧化钠溶液
答案:C
15.在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+和Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为
( )
A.2∶1
B.1∶2
C.1∶3
D.1∶4
答案:C
16.自然界中存在一种尖晶石,化学式可表示为MgAl2O4,它透明色美,可作为宝石,已知该尖晶石中混有Fe2O3。取该样品5.4
g,恰好完全溶解在一定浓度100
mL盐酸中,盐酸的浓度可能是
( )
A.2.8
mol·L-1
B.3.8
mol·L-1
C.4.3
mol·L-1
D.4.9
mol·L-1
解析:MgAl2O4与盐酸反应最终生成MgCl2和AlCl3,1
mol
MgAl2O4消耗8
mol
HCl。因为该样品恰好完全溶解,采用极值法计算,假如全部是尖晶石,5.4
g
MgAl2O4的物质的量为≈0.038
mol,消耗HCl的物质的量为8
mol×=0.304
mol,盐酸的浓度为
=3.04
mol·L-1;假如全部是Fe2O3,1
mol
Fe2O3消耗6
mol
HCl,5.4
g
Fe2O3的物质的量为≈0.033
8
mol,消耗盐酸的物质的量为0.033
8
mol×≈0.203
mol,盐酸的浓度为=2.03
mol·L-1,实际盐酸的浓度介于两者之间。
答案:A
二、非选择题:共56分。
17.(12分)物质的性质决定了物质的用途,下面列出了金属的几种性质:①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上主要金属性质对应的序号。
(1)用铝制成包装用的铝箔; ?
(2)用铝制成的高压铝锅; ?
(3)用铁粉回收照相业废液中的银; ?
(4)电信业中大量使用的金属电缆。 ?
答案:
(1)④ (2)① (3)③ (4)②
18.(12分)把10.2
g镁铝合金的粉末放入过量的氢氧化钠溶液中,得到6.72
L
H2(标准状况下)。请回答下列问题:
(1)写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:? 。?
(2)该合金中铝的质量分数为 (百分号前保留一位小数)。?
(3)该合金中镁与铝的物质的量之比为 。?
(4)该合金溶于足量的盐酸中,产生H2的体积(标准状况下)为
。?
解析:
(1)铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑。
(2)镁与氢氧化钠溶液不反应,根据铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式可知:
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
2
mol
(3×22.4)L
n(Al)
6.72
L
解得n(Al)=0.2
mol,m(Al)=0.2
mol×27
g·mol-1=5.4
g,
合金中铝的质量分数为×100%≈52.9%。
(3)m(Mg)=10.2
g-5.4
g=4.8
g,
n(Mg)=0.2
mol,
则n(Mg)∶n(Al)=0.2
mol∶0.2
mol=1∶1。
(4)根据反应的化学方程式可知:
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2↑
2
mol
(3×22.4)L
0.2
mol
V1(H2)
则V1(H2)=6.72
L。
Mg + 2HCl MgCl2 + H2↑
1
mol
22.4
L
0.2
mol
V2(H2)
则V2(H2)=4.48
L。
所以V(H2)=V1(H2)+V2(H2)=6.72
L+4.48
L=11.2
L。
答案:
(1)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
(2)52.9% (3)1∶1 (4)11.2
L
19.(16分)某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+。为了减少污染,变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和铜。请根据以下流程图,回答下列问题:
(1)加入的原料①为 ;操作Ⅱ的名称为 ,该操作所用到的玻璃仪器主要有 。?
(2)固体A为 。?
(3)写出加入原料①和②发生反应的离子方程式:?
、
。?
(4)操作Ⅲ获得FeSO4·7H2O,需要经过
、
、过滤等操作。?
答案:
(1)Fe(或铁粉) 过滤 漏斗、玻璃棒、烧杯
(2)Fe和Cu
(3)Fe+Cu2+Fe2++Cu Fe+2H+Fe2++H2↑
(4)蒸发浓缩 冷却结晶
20.(16分)某铁的氧化物粉末可能含有FeO、Fe2O3中的一种或两种。某化学兴趣小组为验证该氧化物粉末的组成,做了以下实验:
(1)甲同学利用1
mol/L的硫酸、KSCN溶液、酸性KMnO4溶液来确定其组成。
编号
实验操作
实验现象与结论
①
取少量粉末放入试管中,注入1
mol/L的硫酸
粉末逐渐溶解,溶液呈黄绿色
②
将①中所得溶液分成两份,向其中一份滴加几滴 ,振荡?
若溶液 ,说明原粉末中有Fe2O3存在?
③
向另一份溶液中加入少量 ,振荡?
若溶液 ,说明原粉末中有FeO存在?
(2)乙同学称取30.4
g固体,按以下步骤进行实验:
步骤一:将固体置于烧杯中,加入1
mol/L的硫酸将固体完全溶解。
步骤二:往烧杯中先加入足量的氯水,充分反应后再加入足量的氢氧化钠溶液。
步骤三:将步骤二所得的物质过滤洗涤后,灼烧至固体质量不再变化,得到32
g红棕色固体。
①步骤二中加入氯水的目的是? 。
②步骤三中沉淀洗涤的操作为? 。?
③原固体中FeO和Fe2O3的物质的量之比为? 。
解析:
(1)②Fe3+遇到KSCN溶液,溶液变为红色,该现象可说明原粉末中有Fe2O3;③酸性KMnO4溶液能氧化Fe2+,本身紫色褪去,该现象可说明原粉末中有FeO。
(2)①步骤二中加入足量的氯水是为了将Fe2+
全部转化成Fe3+;②沉淀洗涤的操作为沿玻璃棒往漏斗中继续加蒸馏水至浸没沉淀,自然滤下,重复2~3次;③设FeO和Fe2O3的物质的量分别为x
mol、y
mol;得到的32
g红棕色固体为Fe2O3,其中Fe元素的物质的量为0.4
mol,根据铁原子守恒得解得故原固体中FeO和Fe2O3的物质的量之比为2∶1。
答案:
(1)KSCN溶液 变红色 酸性KMnO4溶液 紫色褪去
(2)①将Fe2+
全部转化成Fe3+
②沿玻璃棒往漏斗中继续加蒸馏水至浸没沉淀,自然滤下,重复2~3次
③2∶1
